Scala中的递归函数的定义与应用

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(一)递归函数的定义和格式

递归是一种常用的解决问题的方法,特别适用于解决可以被分解为类似子问题的问题。递归函数通常由两个主要部分组成:起始条件(或基线条件)和递归规则(或递归关系)。

起始条件:一个递归的终止条件,确保递归不会无限进行。它处理最简单的情况并返回结果.

递归规则:在这个部分,函数会调用自身,以解决一个更小的子问题。

基本结构

def recursiveFunction(parameters): ReturnType = {  

  // 起始条件  

  if (base condition) {  

    return base case result  

  } else {  

    // 递归规则  

    return recursiveFunction(smaller parameters)  

  }  

}

递归函数,自己调用自己,可能出现以下死循环情况:

object txy38 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    def ak(): Unit = {
      println("dadada")
      ak()
    }
    ak()
  }
}

例题一:计算累加

计算一个整数的累加是一个经典的递归问题。假设我们要计算 n 的累加和,记作 f(n) = 1 + 2 + 3 + ... + n ,其定义为:

起始条件:f(1) = 1

递归规则:f(n)= n +  f(n-1)

object txy39 {
  def f(n:Int):Int ={
    if(n == 1)
      1
    else
      f(n-1) + n
  }
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val rst = f(100)
    println(rst)
  }
}

例题二:计算累乘

1* 2* 3* . . . . . . *n

起始条件:f(1) = 1

递归条件:f(n) = n + f(n-1)

object txy40 {
  def c(n:Int):Int= {
    if(n == 1){
      1
    }else {
      c(n-1)*n
    }
  }
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val ws = c(6)
    println(ws)
  }
}

例题三:斐波那契数列

斐波那契数列的定义是:

起始条件:f(0) = 0 , f(1) = 1

递归规则:f(n) = f(n-1) + f(n-2)(当 n ≥ 2)。求它的第n项。

object txy41 {
  def f(n:Int):Int = {
    if(n == 1){
      1
    }else if(n == 2){
      2
    }else {
      f(n-1)+f(n-2)
    }
  }
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val a = f(4)
    println(a)
  }
}

例题四:打印数字的各个位数

起始条件:f(n) = 输出个位 ,  n<9

递归规则:f(n) = f(n/10)+ 输出个位(当 n ≥ 10)

object txy42 {
  def f(n: Int): Unit = {
    if (n <= 9) {
      println(n)
    } else {
      f(n / 10)
      println(n%10)
    }
  }
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val a = f(99999)
  }
}

例题五:汉诺塔游戏

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游戏说明:有三根柱子,标记为A、B、C,A柱子上有n个大小不同的盘子,盘子从下到上按照大小递增排列。现在需要将A柱子上的所有盘子移动到C柱子上,移动过程中可以借助B柱子,但是每次只能移动一个盘子,并且大盘子不能放在小盘子上面。

目标状态  移动过程中的违规状态(大盘子在小盘子上面):

套一下递归函数的规则:

起始条件:f(1) = 从A直接移动到C 

递归规则:f(n) = 把n-1从A移动到B, 把1从A移动到C, 把n-1从B 移动到C

f(n,a,b,c): 把n个盘子从a移动到c,借助b。

object txy43 {
  def f(n:Int,A:Char,B:Char,C:Char):Unit={
    if(n==1){
      println(s"${A} ----> ${C}")
    }else{
      f(n-1,A,C,B)
      println(s"${A} ----> ${C}")
      f(n-1,B,A,C)
    }
  }
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    f(4,'A','B','C')
  }
}